Médecine - Synchrotron SOLEIL

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Médecine
ace aux nombreux défis économiques (contraintes budgétaires), sociaux et épidémiologiques (augmentation du
nombre de patients souffrant de maladies chroniques
et/ou de poly-pathologies liée au vieillissement de la population), auxquels fait face le système de santé aujourd’hui, il
est nécessaire de fédérer les chercheurs et les acteurs de la
santé publique (biologistes des laboratoires d’analyses, praticiens, spécialistes, vétérinaires, développeurs de dispositifs
médicaux...) autour des enjeux liés à la médecine et aux innovations biomédicales.
Mieux comprendre et caractériser les pathologies, améliorer la
prise en charge du patient ainsi que la fiabilité et l’efficacité de
son traitement, détecter l’apparition de résistance à ce traitement, prévoir l’évolution d’un état bénin vers un état malin,
découvrir de nouvelles cibles thérapeutiques ou opportunités
de thérapie, adapter les traitements au cas par cas ou encore
réduire les dépenses de santé... autant d’enjeux scientifiques,
sociaux et économiques plus que jamais d’actualité.
Les avantages apportés par la lumière synchrotron
à SOLEIL
• Imagerie à des résolutions spatiales allant de l’échelle
tissulaire (5 µm, microscopie infrarouge) à la cellule unique,
jusqu’à l’échelle sub-cellulaire (quelques nm, nanotomographie X par contraste de phase) ;
•A
nalyses sans utilisation d’agents de contraste ou radio
marqués, mesure du signal intrinsèque des composants
cellulaires, organiques ou minéraux ;
•V
isualisation de détails non accessibles par des appareils de
laboratoire et analyse possible d’éléments traces (sensibilité et rapport signal/bruit supérieurs à ceux des techniques
conventionnelles) ;
•M
ultiples mesures
possibles (analyses non
destructives) sur le même
échantillon : cultures cellulaires vivantes, biopsies
humaines ou animales,
ex vivo ;
• compatibilité avec d’autres
techniques de coloration ;
• Rapidité et reproductibilité
des mesures permettant la
calibration d’appareils…
Les principales applications du secteur :
• Compréhension et caractérisation de pathologies
(mécanismes cellulaires, physico-chimie…) ;
• Diagnostic précoce et plus fiable, pronostic amélioré ;
• Optimisation de traitements existants, développement de
nouveaux médicaments ;
• Mise au point de protocoles opérationnels et
développement d’équipements en milieux hospitaliers…
Contact Médecine :
Philippe Deblay - 01 69 35 90 05
[email protected]
Analyse qualité de greffons : transfert de technologie
de SOLEIL vers les hôpitaux
Médecine
Chaque année, près d’un millier de greffes de foie sont pratiquées en France et, par manque de
donneurs et d’organes compatibles ou sûrs, seuls 50 % des patients qui en ont besoin peuvent
bénéficier de ces interventions. La décision de greffer ou non un organe repose sur son taux
de stéatose, principale cause de pathologies du foie. La méthode utilisée jusqu’à présent pour
évaluer ce critère n’était ni très fiable ni reproductible. Donner au médecin des outils de décision
rapide et fiable était donc d’une importance capitale.
C’est chose faite depuis début avril 2013 : à partir des mesures synchrotron brevetées et réalisées
avec une résolution à l’échelle de la cellule sur une centaine d’échantillons, un microscope
infrarouge, calibré à SOLEIL, est à présent à disposition des médecins du Centre Hépato-biliaire
de l’Hôpital Paul Brousse à Villejuif. La technique d’analyse par microspectroscopie IR, utilisée
pour la 1re fois dans le monde, permet de discriminer en quelques minutes et sans ambiguïté tissu
sain et tissu stéatosique, par mesure de « signatures moléculaires » spécifiques.
Coupe de tissu de foie stéatosique observée
par spectroscopie IR. L’échelle de couleurs
correspond à une quantité croissante de
lipides. On visualise la distribution des
lipides dans le tissu, et leur présence à
l’intérieur des vésicules stéatosiques,
critère pris en compte pour la décision
d’utiliser un greffon.
Catherine Guettier, anatomopathologiste spécialiste en
pathologie hépatique et François Le Naour, chercheur à
l’Inserm, encadrent le microscope calibré à SOLEIL et en
fonction au Service d’Anatomie Pathologique de l’Hôpital
Paul Brousse (Hôpitaux Universitaires Paris-Sud, AP-HP).
Dr. Dominique Bazin, directeur de recherche CNRS au laboratoire de Chimie
de la Matière Condensée de Paris, UPMC et Collège de France
Dr. Michel Daudon, biologiste des hôpitaux, Service des explorations fonctionnelles de l’hôpital Tenon
La recherche «biomatériaux et médecine» dédiée aux calcifications pathologiques
que nous menons a deux objectifs :
1/ mettre en place un diagnostic précoce. Parmi la centaine de patients ayant déjà bénéficié
d’une telle approche, certains ont pu récupérer leur fonction rénale à partir des mesures
réalisées à Soleil (microspectroscopie infrarouge) ;
2/ comprendre les processus biochimiques responsables de la formation des calcifications
(absorption X).
Ces calcifications se rencontrant dans différents contextes (cancers, maladies génétiques,
infections et maladies environnementales), des spécialités médicales très différentes sont
concernées : néphrologie, oncologie ou rhumatologie. Il s’agit donc à la fois d’une recherche
translationnelle (écriture de brevets en cours) et mutidisciplinaire.
Notre recherche s’appuie sur l’expertise des chercheurs de SOLEIL sur plusieurs aspects
(intégration de dispositifs prototype, nouveaux concepts en physicochimie et biologie), mais aussi
sur la complémentarité entre disciplines (physique, chimie, biologie) afin de concilier à différentes
échelles (du macroscopique au nanométrique) les données physicochimiques aux données
biologiques du patient. Les derniers résultats récents sont issus d’un nouveau paradigme où l’on
concilie génétique, physiologie et physicochimie à l’échelle subcellulaire. En parallèle, on projette
dans cette recherche les concepts de la chimie douce (matériau « bioinspiré » hybride minéralorganique, particule janus, mise en forme à l’échelle mésoscopique par le tissu biologique),
développés au Collège de France par les Pr. J. Livage et C. Sanchez.
Notre utilisation des différentes lignes de lumière de SOLEIL ne se limite pas aux domaines des
rayons X et de l’infrarouge : l’étude sur cellules vivantes, par imagerie confocale, de chromophores
fluorescents sous UV, représente également un outil adapté à notre recherche.